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平面變壓器的發展、未來方向

發布時間:2021-10-20   瀏覽次數:96返回

平面變壓器發展的必然性

由于渦流效應,在高工作頻率和大電流下,磁性元件的線圈損耗顯著增加,不僅降低了效率,還導致溫升增加,增加了熱設計難度,限制了開關功率速率變換器功率密度的進一步提高。因此,研究線圈損耗模型、設計技術、開發新的線圈結構來降低其損耗,也是電力電子高頻磁技術很重要的研究內容,是業界迫切需要解決的問題。國外學術界和工業界對此進行了積極的研究,而國內對磁集成等高頻磁技術進行了一定程度的研究,但對線圈技術的研究較少。

傳統的繞線式磁性元件由于線圈結構單一、散熱特性、參數一致性差等問題,已經不能滿足開關電源高頻化低截面的發展趨勢。低截面平面磁性元件克服了傳統磁性元件的缺點,得到了廣泛的應用。由于平面變壓器的高功率密度和低窗口高度,以及較高的工作頻率和電流,對線圈結構和設計技術提出了更高的要求,尤其是高頻率和大電流的應用場合,為了考慮高頻渦流效應和載流面積所采用的并聯線圈結構,一些傳統的線圈結構和設計方法不再適用。在平面變壓器中,銅箔/印刷電路板線圈廣泛使用。


平面變壓器能否代表變壓器的未來方向?

是的。微型變壓器的發展是當今電子、信息技術的需求,變壓器小型化是變壓器技術發展的必然趨勢。目前,鐵氧體磁芯平面變壓器由于體積小、功率密度高,已經成為微型變壓器的主流。已經發展了很長時間的薄膜變壓器和壓電變壓器仍然處于不成熟的發展階段,無法擔當起在大功率、大變壓比的實際工程中推廣應用。隨著電子技術的快速發展,鐵氧體平面變壓器將在大功率模塊化電源中發揮重要作用。并且隨著技術的發展,平面變壓器將成為變壓器、變流器、電感器件的首選。


為什么平面變壓器的結構是這樣的?

這一切都是由于技術的發展和社會的需要。第一代變壓器使用鐵芯,即所謂的硅鋼片。這種變壓器做的電源笨重,效率低,轉換效率一般在50%左右,適用于現有的供電網絡工頻(50Hz)的市電系統。為了減輕重量,提高轉換效率,人們提出了開關電源的概念,電氣工程師逐漸將開關電源的工作頻率從10KHz提高到100KHz,其中使用了第二代變壓器——鐵氧體高頻變壓器,由于鐵氧體變壓器的體積和重量大大減輕減少(例如20Hz的工作頻率是原來50Hz的400倍),整個電源的體積和重量也大大減輕減少,效率也從50%提高到80%。然而,人們仍然不滿足,希望不斷提高工作頻率,自然意識到,要獲得更高的效率、更小的體積、更高的功率密度、更好的電源,唯一方便有效的方法就是提高開關電源的工作頻率。在這里有必要看一下電磁領域的法拉第電磁感應定律。


淺談PCB型平面變壓器

PCB變壓器可以指位于印刷電路板上的變壓器或含有多氯聯苯的變壓器。本文提到的PCB變壓器是指位于印刷電路板上的變壓器,而不是含有多氯聯苯的變壓器。

印刷電路板中使用的變壓器必須為緊湊型,正因為如此,它們沒有具備復雜的冷卻機制,而這必須結合冷卻機制到其他變壓器設計中。這些變壓器通常具有最高溫度和最低溫度的額定值;在此額定值下可以運行。只要保持在這個溫度范圍內,變壓器就能提供可靠的服務,作為變壓器,它可以提供幾十年的持續服務。

要了解印制電路板變壓器的工作原理,就要了解什么是印制電路板及其工作原理。

什么是印刷電路板?

印刷電路板(PCB)是以極其緊湊、簡單的方式連接各種電子元件的方法。印刷電路板使用是由層壓在絕緣表面上的銅片制成的路徑,而不是標準布線。該路徑被酸蝕刻到電路板上。

配備有線設備的印刷電路板稱為印刷電路板??梢园l現,印刷電路板和印刷線路板用于各種不同的電子應用中。大多數人都熟悉印刷電路板的設計,它位于計算機內部,提供設備所需的各種組件,它以極其緊湊的設備形式運行,生產經濟,性能優異,使用壽命長。

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